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WAYON維安高壓超結(jié)MOSFET,輕松解決LED電源浪涌

WAYON維安高壓超結(jié)MOSFET,輕松解決LED電源浪涌

LED作為新型照明光源,具有高效節(jié)能、工作壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),目前已廣泛使用于LED顯示、車用電子、生活照明等各種照明場(chǎng)景。LED恒流驅(qū)動(dòng)特征需要特定的AC-DC恒流驅(qū)動(dòng)電源,為了提高電源能效,LED的驅(qū)動(dòng)電源一般采用單級(jí)PFC的拓?fù)?/div>
產(chǎn)品概述

        LED作為新型照明光源,具有高效節(jié)能、工作壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),目前已廣泛使用于LED顯示、車用電子、生活照明等各種照明場(chǎng)景。LED恒流驅(qū)動(dòng)特征需要特定的AC-DC恒流驅(qū)動(dòng)電源,為了提高電源能效,LED的驅(qū)動(dòng)電源一般采用單級(jí)PFC的拓?fù)洹?br/>

圖一 單級(jí)PFC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

如圖一所示,單級(jí)PFC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在輸入端整流橋與高壓MOSFET之間沒(méi)有高容量的電解電容,在遭遇雷擊浪涌時(shí),浪涌能量很容易傳輸?shù)組OSFET上,高壓MOSFET VDS易過(guò)電壓,此時(shí)MOSFET很容易發(fā)生雪崩現(xiàn)象。在開關(guān)電源中,研發(fā)工程師要求MOSFET盡可能少發(fā)生或不發(fā)生雪崩。
     
        雪崩是指MOSFET上的電壓超過(guò)漏源極額定耐壓并發(fā)生擊穿的現(xiàn)象。圖二為600V MOSFET的安全工作區(qū)示意圖,圖中紅色標(biāo)線為安全工作區(qū)的右邊界。雪崩發(fā)生時(shí),漏源兩端的電壓超過(guò)額定BVDSS,并伴隨有電流流過(guò)漏源極,此時(shí)MOSFET工作在此邊界的右邊,超出安全工作區(qū)(SOA)。

圖二 某600V MOSFET安全工作區(qū)(SOA)

如圖三所示雪崩測(cè)量電路及波形,一旦超出安全工作區(qū), MOSFET功耗將大增。左圖為雪崩測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)電路,右圖為雪崩期間的運(yùn)行波形。MOSFET在關(guān)斷時(shí)因VDS電壓過(guò)高而進(jìn)入雪崩狀態(tài),雪崩期間漏源極電壓電流同時(shí)存在,其產(chǎn)生的瞬時(shí)功耗達(dá)到數(shù)KW,會(huì)大大影響整個(gè)電源的可靠性。且雪崩期間,必須保證其溝道溫度不超過(guò)額定溝道溫度,否則容易導(dǎo)致器件過(guò)溫失效。

圖三 雪崩測(cè)量電路及波形

那么,應(yīng)該如何避免MOSFET應(yīng)用時(shí)的雪崩破壞呢?從浪涌防護(hù)的角度來(lái)說(shuō),電源工程師可以增加AC輸入端浪涌防護(hù)元件的規(guī)格,使AC前端器件防護(hù)元件吸收掉絕大部分浪涌能量,降低浪涌殘壓,如增加壓敏電阻的尺寸、選擇殘壓更低的壓敏以及增加RCD浪涌吸收電路等。另外,亦可選擇更高電流ID或者更高耐壓規(guī)格的MOSFET避免其自生發(fā)生雪崩,但更高的ID往往意味著更高的成本,故而,選擇更高耐壓規(guī)格成為一種更簡(jiǎn)易安全且極具性價(jià)比的方案。


圖四 800V MOSFET浪涌測(cè)試波形

CH2 VDS (藍(lán)色 200V/div)

CH3 IDS (紫色 1A/div)


圖五 650V MOSFET浪涌測(cè)試波形

CH2 VDS (藍(lán)色 200V/div)

CH3 IDS (紫色 1A/div)

圖四為使用耐壓為800V MOSFET的LED驅(qū)動(dòng)電源在浪涌發(fā)生的波形。圖五為耐壓為650V MOSFET的50W LED驅(qū)動(dòng)電源在浪涌發(fā)生時(shí)的波形,二者的浪涌測(cè)試條件完全相同。

圖四圖五中VDS波形突然升高的時(shí)刻即為浪涌來(lái)臨的瞬間,圖四中的VDS最大電壓為848V,圖五中VDS最大電壓為776V。雪崩消耗的能量來(lái)自于浪涌,圖五中650V MOSFET關(guān)斷期間還有較大的漏源電流流過(guò),雪崩現(xiàn)象比較明顯。圖四中800V MOSFET在關(guān)斷期間電流為0,沒(méi)有發(fā)生雪崩現(xiàn)象,表明傳輸?shù)狡骷系睦擞磕芰坎蛔阋砸鹧┍?,可見在該電源中使?00V耐壓的MOSFET大大提高了浪涌安全裕量,避免器件發(fā)生雪崩。

在LED驅(qū)動(dòng)電源,工業(yè)控制輔助電源等應(yīng)用中,電源工程師在設(shè)計(jì)浪涌防護(hù)時(shí),可選擇耐壓更高的MOSFET,耐壓高的器件可將浪涌能量擋在AC 輸入端,讓輸入端口的MOV防護(hù)器件來(lái)吸收,避免MOSFET超過(guò)安全工作區(qū)。這樣可以大大提高整機(jī)電源的浪涌防護(hù)能力。

LED作為21世紀(jì)的綠色照明產(chǎn)品,正在大量取代傳統(tǒng)的光源。依托龐大的LED市場(chǎng),國(guó)產(chǎn)器件在SJ MOSFET領(lǐng)域替換進(jìn)口品牌的潛力極大。維安結(jié)合市場(chǎng)和客戶的需求,在產(chǎn)品工藝、封裝上持續(xù)創(chuàng)新,針對(duì)LED照明領(lǐng)域通用的800V以上耐壓的規(guī)格,在產(chǎn)品系列、規(guī)格尺寸上也更加齊全。

表一 維安800V SJ-MOSFET 主推規(guī)格列表

Part No.PackageConfigurationTypeESDVDSVgs MaxID at 25℃VGS(th)Rds(on)CissCossCrss備注
Typ.Vgs=10VVgs=4.5V
VVA(Max.)VmΩ(Max.)mΩ(Max.)pF(Typ.)pF(Typ.)pF(Typ.)
12V-100V Trench P Channel Power MOSFET
WM01P75RDFN2*2-6LSinglePNO-12±8-7.5-0.65/261260400350
WM02P160RDFN2*2-6LSinglePNO-20±10-16-0.65/172895303280重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMQ55P02T1PDFN3*3-8LSinglePNO-20±10-55-0.65/8.23140603565重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMS15P02T1SOP-8LSinglePNO-20±10-15-0.65/8.23138602565新品主推
WMQ55P03T1PDFN3*3-8LSinglePNO-30±20-55-1.58.512.84180520435重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMB60P03T1PDFN5*6-8LSinglePNO-30±20-60-1.58.8144320529487重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMS16P03T1SOP-8LSinglePNO-30±20-16-1.58.8134180525430重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMQ50P03T1PDFN3*3-8LSinglePNO-30±20-50-1.59143958440341重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMS14P03T1SOP-8LSinglePNO-30±20-14-1.59.2143448445325重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMQ42P03T1PDFN3*3-8LSinglePNO-30±20-42-1.514222500280220重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMS09DP03T1SOP-8LDualPNO-30±20-9-1.514222500280220重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMO50P03T1TO-252SinglePNO-30±20-50-1.514222500280220重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMS12P03T1SOP-8LSinglePNO-30±20-11.5-1.515252335280219重點(diǎn)推廣料號(hào)
WM03P115RDFN2*2-6LSinglePNO-30±20-11.5-1.524341510190146重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMQ30P03T1PDFN3*3-8LSinglePNO-30±20-30-1.524351405177147重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMQ30P04T1PDFN3*3-8LSinglePNO-40±20-30-1.613203597316249重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMS13P04T1SOP-8LSinglePNO-40±20-13-1.613203430292225重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMO50P04T1TO-252SinglePNO-40±20-50-1.613203320290225重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMQ25P06T1PDFN3*3-8LSinglePNO-60±2025-1.528353135200121新品主推
WMO35P06T1TO-252SinglePNO-60±20-35-1.528353135200121新品主推
WMO25P06T1TO-252SinglePNO-60±20-25-1.84055109832259重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMO13P06T1TO-252SinglePNO-60±20-13-1.69012810155035新品主推
WMS05P06T1SOP-8LSinglePNO-60±20-4.5-1.69012810155035新品主推
WMQ05P06T1PDFN3*3-8LSinglePNO-60±20-5-1.71802603852717.8新品主推
WMQ12P10T1PDFN3*3-8LSinglePNO-100±2012-1.71001203182296189新品主推
WMO18P10T1TO-252SinglePNO-100±20-18-1.811013510501049.5重點(diǎn)推廣料號(hào)
20V-250V Trench N Channel Power MOSFET
WMR15N02T1DFN2*2-6LSingleNNO20±10150.65/8.22445426202重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMR09N02T1DFN2*2-6LSingleNNO20±1090.65/22850140105
WMQ30N02T1PDFN3*3-8LSingleNNO20±10300.65/4.53850490440重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMO90N02T1TO-252SingleNNO20±10900.65/4.53850490440重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMO60N02T1TO-252SingleNNO20±10600.65/62280300270重點(diǎn)推廣料號(hào)
WM02DN080CDFN2*3-6LDualNYES20±1280.62/167308580
WM02DN085CDFN2*3-6LDualNYES20±128.50.62/10.91612162140不主推
WM02DN095CDFN2*3-6LDualNYES20±129.50.62/9.41647170150
WM02DN110CDFN2*3-6LDualNYES20±12110.62/7.51767184155重點(diǎn)推廣料號(hào)
WM02DN560QDFN3*3-8LDualNYES20±8560.55/5.83165380325重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMB90N03T1PDFN5*6-8LSingleNNO30±20901.5363300505420重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMK180N03T1TO-220SingleNNO30±201801.53.263570510431重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMO150N03T1TO-252SingleNNO30±201501.53.263570510431重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMM180N03T1TO-263SingleNNO30±201801.53.263570510431重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMQ45N03T1PDFN3*3-8LSingleNYES30±20451.53.85.82550495271
WMQ80N03T1PDFN3*3-8LSingleNNO30±20801.5462808420297重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMB108N03T1PDFN5*6-8LSingleNNO30±201081.5463075400315
WMS15N03T1SOP-8LSingleNNO30±20151.5462808420297重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMO96N03T1TO-252SingleNNO30±20961.5463000410285重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMR16N03T1DFN2*2-6LSingleNNO30±20161.55.27.22390282230不主推
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WMQ40N03T1PDFN3*3-8LSingleNNO30±20401.55.591895267192重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMB81N03T1PDFN5*6-8LSingleNNO30±20811.55.591880267185重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMO80N03T1TO-252SingleNNO30±20801.55.591860267180重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMS13N03T1SOP-8LSingleNNO30±20131.5691846267190重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMK75N03T1TO-220SingleNNO30±20751.5691895267192
WMR14N03T1DFN2*2-6LSingleNNO30±20141.56.8101650223185
WMR13N03T1DFN2*2-6LSingleNNO30±2012.50.759121035179154Vth 0.75v ,手機(jī)Vbus定制料
WMR12N03T1DFN2*2-6LSingleNNO30±20121.58121035179154重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMQ46N03T1PDFN3*3-8LSingleNNO30±20461.58.5131105163131重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMB58N03T1PDFN5*6-8LSingleNNO30±20581.58.5141100163131重點(diǎn)推廣料號(hào)
WMO55N03T1TO-252SingleNNO30±20551.58.512.51107163115重點(diǎn)推廣料號(hào)


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